M5 Accrétion et disques d'accrétion

Topique

L'élément central de ce modèle est le disque d'accrétion qui se forme autour d'un objet compact.

L'accrétion de matière sur les trous noirs, les étoiles à neutrons ou les naines blanches est le mécanisme de libération d'énergie le plus efficace connu dans l'Univers. C'est précisément ce qui alimente les noyaux actifs, les quasars, les binaires X et les pulsars qui accrètent de la matière.

Le modèle standard du disque mince décrit la matière de ce disque d'accrétion sur des orbites képlériennes circulaires. Ces orbites perdent du moment cinétique en raison de la viscosité turbulente du disque lui-même et, par conséquent, spiralent vers l'objet central. Le fait que la température de ce disque diminue fortement lorsque son rayon augmente implique que le disque entier finit par émettre, comme une somme de corps noirs à différentes températures, un véritable spectre multicolore.

Lorsque le taux d'accrétion de matière sur ce disque dépasse la limite d'Eddington, la pression de radiation qui en résulte devient suffisamment intense pour déclencher des vents massifs, voire des jets relativistes, transformant complètement l'écoulement : d'un disque calme, il devient un système dominé par des éjections de matière.

Ces mêmes jets, lorsqu'ils émergent de noyaux galactiques actifs, transportent de l'énergie mécanique et des particules relativistes sur des échelles de millions d'années-lumière, bien au-delà de la galaxie qui les a engendrés.

La modélisation actuelle de ce disque d'accrétion et de ses jets combine la magnétohydrodynamique et la relativité générale, décrivant comment les lignes de champ magnétique traversant un trou noir en rotation peuvent extraire directement une partie de son énergie rotationnelle pour alimenter le jet. Ainsi, du disque d'accrétion initial à l'énergie rotationnelle extraite finale, en passant par le modèle standard de disque mince et la limite d'Eddington, les disques d'accrétion et leurs jets font que la chute de matière sur un même objet compact libère, selon la vitesse de cette chute, de la lumière provenant d'un disque calme ou des jets relativistes capables de traverser une galaxie entière.

ID:3945